DE2443717B2

DE2443717B2 - Beschichtungs- oder Überzugsmasse

Info

Publication number: DE2443717B2
Application number: DE19742443717
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Furumi; Tadanori Hashimoto; Koichi Yamada
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1974-09-12
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2443717A1; DE2443717C3; FR2243989A1; FR2243989B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungs- oder Überzugsmasse aus einem wasserlöslichen Silikat als Grundstoff, einer Borverbindung als Härtungsmittel und Wasser.

Bekannte anorganische Überzüge enthalten z. B. als Grundstoff ein wasserlösliches Silikat und als Härtungsmittel ein Metallborat (JP-OS 44 325/73), Borsäure (JP-PS 4 464/72) oder ein calciniertes Gemisch aus Borsäure, Aluminiumsilikat und Aluminiumsulfat (JP-OS 26 421/72).

Nachteilig an den üblicherweise verwendeten Härtungsmitteln ist jedoch, daß die unter Verwendung solcher Härtungsmittel hergestellten filmartigen Überzüge insbesondere eine unzureichende Wasserbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit aufweisen. Ein weiterer Nachteil dieser Härtungsmittel ist ihre zu rasche Härtungsgeschwindigkeit infolge ihrer hohen Reaktionsfähigkeit. Dies führt dazu, daß solche Härtungsmittel enthaltende Massen zur Herstellung von Überzügen eine verkürzte Topfzeit und folglich eine begrenzte Verarbeitbarkeit aufweisen. Weiterhin werden bei Vervendung solcher bekannter Härtungsmittel die Oberflächenglätte und der Glanz des letztlich erhaltenen gehärteten Überzugs beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anorganische Masse der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die folgenden Eigenschaften des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schichten verbessert werden: Wasser-, Witterungs-, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, Haftung, Oberflächenglätte, Härte und Glanz.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sie ein bei einer Temperatur von etwa 300 bis etwa 1500°C erhaltenes calciniertes Boratgemisch enthält, das durch Calcinieren einer Mischung aus

la) einem Borat eines metallischen Elements der Gruppen II bis VIII des Periodensystems oder

Ib) mindestens einer Borsäureverbindung in Form von Borsäure und Boroxid und mindestens einer Phosphorsäure verbindung in Form von Phosphorsäure, Phosphorpentoxid und Metallphosphaten, und

2) mindestens einer mhrwertigen Metallverbindung in Form von mehrwertigen Metalloxiden, -hydroxiden, -carbonaten, -phosphaten, -Silikaten, -sulfaten und -nitraten

hergestellt worden ist, wobei das Borat 1 a) durch die allgemeine Formel

χ MPj ■ y B₂O₃ · ζ H₂O

dargestellt wird, in der M ein Metall der Gruppen II bis VIII des Periodensystems bedeutet, /und j ganze Zahlen, deren Größe von der Wertigkeit des Metalls M abhängt

und y/x eine positive Zahl von 03 oder mehr und ζ 0 oder eine positive Zahl sind, die genannte Mischung aus 100 Gewichtsteilen des Bestandteils la) oder Ib) und 2000 oder weniger Gewichtsteilen des Bestandteils 2) besteht und 2 bis 1000 Gewichtsteile des calcinierten Boratgemisches mit 100 Gewichtsteilen wasserlöslichem Silikat gemischt worden sind.

Gegebenenfalls kann eine Beschichtungs- oder Überzugsmasse (nachfolgend lediglich kurz Beschichtungsmasse genannt) gemäß der Erfindung Pigmente, Füllstoffe und sonstige Hilfsmittel enthalten.

Die erfindungsgemäß zusammen mit einem wasserlöslichen Silikatgrundstoff verwendeten Härtungsmittel verlängern die Topfzeit und folglich die Verarbeitbarkeit der Beschichtungsmasse und verleihen ihr Niedrigtemperatur-Abbindeeigenschaften. Mit der crfindungsgemäßen Bescbichtungsmasse lassen sich filmartige Überzüge oder haftende Schichten mit hervorragender Wasser-, Chemikalien-, Witterungs- und Hitzebeständigkeit, Haftung, Oberflächenglätte, Härte und mit ausgezeichnetem Glanz herstellen.

Als Bestandteil la) der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse kommen beispielsweise in Frage:

Magnesiumborat, Calciumborat,
Bariumborat, Strontiumborat,
Zinkborat, Aluminiumborat,
Bleiborat, Manganborat,
Eisenborat, Nickelborat,
Kobaltborat und Chromborat.

Diese Borate können entweder allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.

Als Komponente Ib) des in der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse enthaltenen Härtungsmittelbestandteils wird eine Mischung aus Borsäure und/oder Boroxid und Phosphorsäure und/oder Phosphorpentoxid und/oder einem Metallphosphat verwendet. Als Metallphosphat kommt ein Alkalimetallphosphat in Frage, insbesondere Natriumphosphat, Kaliucnphosphat und Lithiumphosphat

Eine als Komponente Ib) verwendete Mischung sollte etwa 5 bis 95, vorzugsweise 15 bis 85 Gew.-% Borsäureverbindung (Borsäure und/oder Boroxid) und etwa 95 bis 5, vorzugsweise 85 bis 15 Gew.-% Phosphorsäureverbindung (Phosphorsäure und/oder Phosphorpentoxid und/oder Metallphosphat) enthalten.

Die als weiterer Bestandteil des Härtungsmittelbestandteils von Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung verwendete mehrwertige Metallverbindung 2) kann beispielsweise aus einem mehrwertigen Metalloxid, -hydroxid, -carbonat, -phosphat, -silikat, -sulfat und/oder -nitrat bestehen. Beispiele für verwendbare Oxide sind

Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Zinkoxid,
Siliziumoxid, Magnesiumoxid,
Bleioxid und Calciumoxid.

Beispiele für verwendbare Hydroxide sind

Aluminiumhydroxid, Zirkonhydroxid,
Eisenhydroxid, Magnesiumhydroxid und
Calciumhydroxid.

Beispiele für verwendbare Carbonate sind

Zinkcarbonat, Magnesiumcarbonat,
Calciumcarbonat, Eisencarbonat und
Nickelcarbonat.

Beispiele für verwendbare Silikate sind

Aluminiumsilikat, Zirkonsilikat,
Berylliumsilikat, Magnesiumsilikat,
Zinksilikat, Bariumsilikat und
Calciumsilikat

Beispiele für verwendbare Phosphate sind

Aluminiumphosphat, Calciumphosphat,
Magnesiumphosphat, Eisenphosphat,
Zirkonphosphat, Titanphosphat,
Manganphosphat und Zinkphosphat

Beispiele für verwendbare Sulfate sind

Aluminiumsulfat, Calciumsulfat,
Magnesiumsulfat, Zinksulfat und
Eisensulfat

Beispiele für verwendbare Nitrate sind

Aluminiumnitrat Calciumnitrat,
Zinknitrat, Magnesiumnitrat und
Eisennitrat.

Ferner können mehrwertige Metallverbindungen enthaltende Mineralien, wie Kaolin, Bentonit, Talkum, Diatomeenerde und Ton, verwendet werden. Die genannten mehrwertigen Metallbestandteile können entweder einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.

Der erfindungsgemäß verwendete Härtungsmittelbestandteil, d.h. ein calciniertes Gemisch aus la) einem Borat oder Ib) einer Mischung aus einer Borsäureverbindung und einer Phosphorsäureverbindung, und 2) einer mehrwertigen Metallverbindung, wird durch Vermischen von 100Gewichtsteilen des Bestandteils la)

J5 oder Ib) mit 2000 Gewichtsteiien oder weniger, vorzugsweise 10 bis 1000 Gewichtsteilen der mehrwertigen Metallverbindung und anschließendes Calcinieren der erhaltenen Mischung, gegebenenfalls nach Pulverisieren derselben, zubereitet. Wenn die Menge an mehrwertiger Metallverbindung in dem calcinierten Boratgemisch 2000 Gewichtsteile übersteigt, wird es unmöglich, dem letztlich erhaltenen filmartigen Überzug bzw. der haftenden Schicht eine genügende Haftung, Wasserbeständigkeit und Chemikalienbestän-

4^r> digkeit zu verleihen.

Das ein wirksames Härtungsmittel darstellende calcinierte Boratgemisch erhält man durch 30minütiges oder längeres, vorzugsweise einstündiges bis lOstündiges Erhitzen einer Mischung aus la) einem Borat oder Ib) einer Mischung aus einer Borsäureverbindung und einer Phosphorsäureverbindung mit 2) einer mehrwertigen Metaliverbindung auf eine Temperatur von etwa 300° bis 1500° C, vorzugsweise etwa 500° bis 1300° C. Wenn die Calcinierungstemperatur unterhalb etwa 30O⁰C liegt, erhält die gebildete anorganische Masse eine schlechte Topfzeit. Darüber hinaus führt eine solche Masse zur Bildung eines filmartigen Überzugs oder einer haftenden Schicht schlechter Wasser- und Chemikalienbeständigkeit und unzureiche-.Jer Oberflä-

bo chenglätte. Wenn die Calcinierungstemperatur 1500° C übersteigt, wird die Wirksamkeit des Härtungsmittels unzweckmäßig stark beeinträchtigt.

Bei der Herstellung einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, daß das calcinierte

b5 Boratgemisch in üblicher bekannter Weise, beispielsweise mit einer Kugel-, Kolloid- oder Sandmühle, bis zu einer Teilchengröße von 50 μπι oder weniger vermählen wird.

Die einen weiteren Bestandteil von Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung bildenden wasserlöslichen Silikate können aus Alkalimetailsilükaten, wie Lithiumsilikat, Kaliumsilikat und Natriumsilikat, aus Ammoniumsilikat und aus Alkalimetallsilik? ten nach Modifizierung mit damit reaktionsfähigen Metallverbindungen, wie Fluoriden, Oxiden, Hydroxiden und Silikaten, bestehen. Diese Silikate können alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden. Besonders bevorzugte Silikate sind Kaliumsilikat und Natriumsilikat.

Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung lassen sich durch Vermischen des beschriebenen calcinierten Boratgemisches mit einer wäßrigen Lösung des wasserlöslichen Silikats und, erforderlichenfalls, weiteres Verdünnen mit Wasser herstellen. In einer Beschichiungsmasse gemäß der Erfindung beträgt das Mischungsverhältnis zwischen calciniertem Boratgemisch und wasserlöslichem Silikat 2 bis 1000, vorzugsweise 5 bis 500 Gewichtsteile des ersteren zu 100 Gewichtsteilen (Feststoffanteil) des letzteren. Wenn die Menge an calciniertem Boratgemisch 2 Gewichtsteile unterschreitet, erhält der filmartige Überzug bzw. die Haftschicht keine geeignete Wasser-, Witterungs- und Hitzebeständigkeit, sowie Härte. Wenn die Menge an calciniertem Boratgemisch 1000 Gewichtsteile übersteigt, werden einerseits die Topfzeit der Beschichtungsmasse deutlich verkürzt und andererseit; der filmartige Überzug bzw. die haftende Schicht in ihrer Oberflächenglätte und ihrem Glanz beeinträchtigt.

Je nach der Art des calcinierten Boratgemischs und dem beabsichtigten Verwendungszweck der Bcschichtungsmasse läßt sich das Mischungsverhältnis zwischen calciniertem Boratgemisch und wasserlöslichem Silikat innerhalb des angegebenen Bereichs in beliebiger Weise wählen.

Als Pigmente können einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung gegebenenfalls beispielsweise

Titanoxid, Chromoxid, Kobaltoxid,
Chromate, basisches Bleicarbonat,
Bleitetroxid, Chromgelb, Zinkoxid,
gelbes Bleioxid, Ultramarin, Molybdänrot,
rotes Eisenoxid, Oxidge'ib, Kobaltblau und
Eisenschwarz

zugesetzt werden. Die Pigmente werden in der Regel in solchen Mengen verwendet, daß sie die Eigenschaften des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht nicht beeinträchtigen.

Beispiele für in Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung verwendbare Füllstoffe sind körnige feuerfeste Massen, wie

Aluminiumhydroxid, Aluminiumtrioxid,
Siliziumdioxid, Glimmer, Bornitrid,
Zirkonium, Mullit, Kyanit, Silimanit,
Siliziumcarbid, Ton und Graphit

sowie pulverisierte Metalle, wie

rostfreier Stahl, Aluminium,
Nickel und Chrom.

Weiterhin können einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung sonstige Hilfsstoffe, wie

Aluminiumtrioxidsol, Aluminiumtrioxidgel,
Siliziumdioxidsol und Siliziumdioxidgel,

in Mengen unterhalb etwa 80, insbesondere 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die in der Masse enthaltenen Feststoffe, zugesetzt werden. Die Mitverwendung solcher Hilfsstoffe ist bevorzugt, da sie die Niedrigtemperatur-Abbindeigenschaften der Masse vorteilhaft beeinflussen.

Das Auftragen einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung auf das jeweilige Substrat läßt sich nach üblichen bekannten Auftragverfahren, z. 3. durch Aufsprühen, Aufbürsten, durch Walzenauftrag und

ίο durch Tauchen, bewerkstelligen. Die aufgetragene Beschichtungsmasse kann entweder durch Stehenlassen bei Raumtemperatur oder durch 10- bis 60minütiges Erwärmen auf eine Temperatur von zweckmäßigerweise etwa 80° bis 250⁰C gehärtet werden. Hierbei erhält

'5 man einen filmartigen Überzug bzw. eine haftende Schicht ausgezeichneter Wasser-, Witterungs-, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, Haftung, Oberflächenglätte und Härte sowie hervorragendem Glanz.
Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung haften ausgezeichnet und lassen sich zur Herstellung von Überzügen und als Klebemassen für die verschiedensten Substratmaterialien, wie Holz und Holzmaterialien, Schiefer, Calciumsilikatplatten, Gipsplatten, gekrümmtem Schaumbeton, Porzellan, anorganische Materialien, wie Pflaster- und Belagmaterialien, Metallplatten und -folien, wie Aluminiumplatten und -folien, Eisenplatten und -folien und Platten bzw. Folien aus rostfreiem Stahl, verwenden.

In den folgenden Beispielen wurden die physikalisehen Eigenschaften der filmartigen Überzüge bzw. haftenden Schichten nach folgenden Methoden ermittelt:

Härte: Bleistiftkraiztest gemäß der Vorschrift JIS K 5400.

Wasserbeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach zweistündigem Eintauchen in siedendes Wasser bewertet.

Witterungsbeständigkeit: Mit Hilfe eines handelsüblichen Bewitterungsgeräts nach der Vorschrift JlS K 5400 ermittelt.

Säurebeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen

Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach dem Eintauchen derselben in eine 3gew.-%ige

wäßrige Salzsäurelösung bewertet.
Alkalibeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach dem Eintauchen derselben in eine 3gew.-%ige so wäßrige Natriumhydroxidlösung bewertet.

Haftung: Diese Eigenschaft wurde mittels des Kreuzschnittests bestimmt. Hierbei wurde in den filmartigen Überzug bzw. die haftende Schicht auf einer Fläche von 10 mm χ 10 mm ein schachbrettartiges Muster mit 100 Flächen von jeweils 1 mm² mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs eingeschnitten.

Der Abziehtest erfolgte mit Hilfe eines Cellophan-Klebebandes, wobei die Anzahl (Schachbrett-) Flächen, auf denen der Film auf dem Substrat zurückblieb, gezählt wurde.

Hitzebeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen

Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach einstündigem Aufbewahren des beschichteten Substrats in einem 50O⁰C heißen elektrischen Ofen bewertet.

Oberflächenglätte und -glänz: Wurden visuell bewertet. Topfzeit: Es wurde die Zeit bis zum Erhärten der bei 25°C gelagerten anorganischen Masse gemessen.

	7	Soweit	8	nicht anders angegeben,	vietallverbindungen	unter den in der	Aluminiumborat/Magnesiumoxid	Mischungs	3	Calciniemngsbcdingungen	ix /eüisu!!	Hilfsstoffe im ebenfalls angegebenen Verhalt-	Bezeichnung verwendete Art	Gemäß der	A 100 JIS Nr. 3 Wasserglas	verwendete
				sämtliche Angaben »Teile« und »Prozente« — »Gewichtsteile« und »Gewichtsprozente«		Tabelle I angegebenen Bedingungen wurden verschiedene Härtungsmittel hergestellt:	Aluminiumborat/Calciumsilikat	verhältnis	5				Menge	Erfindung	D 250 desgl.	Menge
2443717			Beispiel 1			Aluminiumborat/ A luminiumdihydrogenphosphat		10	Tpmnurul	1		in Teilen	1	G 160 desgl.	in Teilen
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.	1. Herstellung des Härtungsmittel«		Hiirtungsmillcl Zusammensetzung des Härtungsmittels	Calciumborat/Aluminiumhydroxid		20		1		2
bedeuten			Calciumborat/Kaolin	10	5	1000	5		3
			Calciumborat/Calciumphosphat	10	10	500	3				100
	Calcinieren von Mischungen aus Metallboraten und mehrwertigen		Bleiborat/Bleioxid	10	5	1000	1			100
Durch			Zinkborat/Magnesium hydroxid	10	30	500	2	Beschichtungs- Härtungsmittel Wasserlösliches Alkalimetallsilikat		100
folgenden		Härtungsmittel in Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung	Aluminiumbora t/Zinkcarbonat	10	80	1000	5	masse Nr.
Tabelle 1		A	Eisenbora t/Calciumsulfat	10	5	1000	5
		B	Magnesiumborat/Eisennitrat	10	3	400	2
	C	Manganbora t/Zirkonphosphat	10	10	700	1
D	Chrombora t/Titanphosphat/Aluminiumsilikat	10	10: 10	1000	2
E	Calciumborat/ Aluminiumdihydrogenphosphat/	10	10: 10	1000	2
F	Calciumsilikat	10		1200	5
G	^iailungsmittel	10		1000	2
H	Bleiborat	10		700
I	Calciumborat/Kaolin	10	5	1000
J					5
K	Borsäure/Aluminiumsilikat/ Aluminiumsulfat		10:7		Mischung
L	.: Mischungsverhältnis = Gewichtsverhältnis.			500
M		10		nicht	10
N				calciniert
	10		100
Vergleich			jeweils in einer
X	2. Herstellung der Beschichtungsmasse		in der folgenden Tabelle H angegebenen wasserlösli- Kugelmühle zu einer Beschichtungsmasse vermählen
Y	Zu jedem der erhaltenen Härtungsmittel wurden die 50 nis zugesetzt.	worauf das Ganze	chen Alkalimetallsilikate, Pigmente, Füllstoffe und wurde (< 10 μιτι).
			sonstigen
Z		Tabelle II
ßemerkum

	9	Menge an	verwendete	24 43 717	10	Wasserlösliches Alkali metalls: likal	10	Aluminiumtrioxidsol	verwendete
		verwendetem	Menge		Art	30 Aluminiumtrioxidsol	(10% Feststoffe)	Menge
Fortsetzung	Härtungsmille!	Wasser	in Teilen		(10% Feststoffe)		in Teilen
Beschichtungs-	Bezeichnung	in Teilen			10 Zirkon
masse Nt.
			60		20		100
		30		Kaliumsilikat SiO₂/K₂O = 4 (Molverhältnis),	30
Gemäß der			20	40% Feststoffe	100 i
Erfindung	B		120	JlS Nr. 3 Wasserglas	100 f
4			140	desgl.	100
	C	20	40	JIS Nr. 1 Wasserglas	100
5	E		130	modifiziertes Wasserglas	100
6	F	40	70	JlS Nr. 3 Wasserglas	100 ;
7	Il	50	100	JIS Nr. 1 Wasserglas	100
8	I	30		Kaliumsilikat Si(VK₂O = 4 (Molverhältnis),
9	J	20	70	40% Feststoff	100
10	K	10	60	JIS Nr. 1 Wasserglas	100
11			110	JIS Nr. 3 Wasserglas	100
	L		140	desgl.	100
12	M			desgl.
13	N
14	Λ		50		loo ι
15		20	JlS Nr. 3 Wasserglas	i00 ;
Vergleichs		10	desgl.	100 ^:
beispiele	X		JIS Nr. 1 Wasserglas
16	Y	Pigment
17	Z	Art	Sonstige Bestandteile	verwendete
18	Fortsetzung Tabelle II		verwendete Art	Menge
	Bcschichlungs-		Menge	in Teilen
masse		in Teilen
Nr.
	Chromoxid		40
Gemäß der		40 Aluminiumtrioxidsol
Erfindung 1		(10% Feststoffe)	70
2 3 4	Eisen(IIl)-oxid	pulverisierter rostfreier Stahl
	Ultramarin	50
5
6	Titanoxid	50
7
	Titanoxid
8	Zinkoxid
9		40
10
11
12

l'ortsct/ung

Bcschichlungs-	Menge an	Pigment	verwendete	Sonstige Bestandteile	verwendete
masse	verwendetem	Art	Menge	Art	Menge
Nr.	Wasser		in Teilen		in Teilen
	in Teilen

Gemäß der	20
ErH η d u ng	50
13
14
15	20
Vergl.-	30
Bcispiele	20
16
17
18

Chromoxid

Zinkoxid

Titanoxid

Siliziumdioxidsol
(40% Feststoffe)

Aluminiumoxid

30 30

Bemerkung: lOOGewichtsteilc JlS Nr. 1 Wasserglas wurden mit 10Gewichtsteilen Aluminiumsilikat gemischt und 5sid lang auf eine Temperatur von 100 C erhitzt.

3. Herstellung des filmartigen Überzugs und
Bewertung desselben

Durch Aufsprühen der verschiedenen Beschichtungsmassen gemäß Tabelle II auf eine Schieferplatte in einer Stärke von 20 μίτι und Aushärten des Überzugs unter den in Tabelle IH angegebenen Bedingungen wurden verschiedene filmartige Überzüge bzw. haftende

Schichten hergestellt.

Die einzelnen filmartgen Überzüge bzw. haftenden Schichten wurden den verschiedensten Tests unterworfen. Die hierbei ermittelten physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle IH zusammengestellt:

Tabelle Ml

liigenschaften

Aus einer Beschichtungsniasse gemäß der lirfindung hergestellter lllmartiger Überzug

12 3 4 5 6 7 8

Ilärtungsbedingungen:

Temperatur C

150 150 130 100 30 30 30 25

Zeit in std

I 1 1 I 50 100 50 72

Härte	>9H >9H	>9H	>9H	>9H	>9II	>9H	>9H
Wasserbeständigkeit	keine Änderung
W itterungsbeständigkeit	keine Änderung			schwaches	keine	Änderung
				Weißwerden
Säurebeständigkeit	keine Änderung
A Ikal ibeständigkeit	keine Änderung
Haftung	100 100	100	100	100	100	100	100
	100 100	100	100	100	100	TÖÖ	100
H itzebeständigkeit	keine Änderung
Oberflächenglätte	gut
Glanz	gut
Topfzeit (std)	4 4	4	3	3	3	3	3

	24 43	13	717	14	12 13	14 15	mehrwertigen Metallverbin-	in der Tabelle angegebenen Bedingungen zu in	verwendbaren Härtungsmitteln
						düngen (vgL die folgende Tabelle IV) wurden unter den	Beschichtungsmassen
Fortsetzung Tabelle III		Aus einer Beschichtungsmasse gemäß der lirfindung hergestellter filmartiger Überzug				calciniert
Eigenschaften		9 10 11	100 80	30 150
	Härtungsbedingungen:
	Temperatur C	1 2	50 1
	150 130 100	>9H >9H	>9H >9H
	Zeil in std		geringe keine
	1 1 1		Erweichung Änderung
	>9H >9H >9H		schwaches keine
Härte	keine Änderung		Weißwerden Änderung

	keine Änderung
Witterungsbeständigkeit		100 100	100 100
	keine Änderung	100 100	100 100
Säurebeständigkeit	keine Änderung
Alkalibeständigkeit	100 100 100
Haftung	100 100 100
	keine Änderung	3 3	3 4
Hitzebeständigkeit	gut
Oberflächenglätte	gut
Glanz	4 4 4	17	18
Topfzeit (std)
Fortsetzung Tabelle III	Vergleichsversuchc
Eigenschaften	16	150	150
	Härtungsbedingungen:	I	1
	Temperatur C"	6H	9H
	150	gelöst	geringe Erweichung
	Zeit in std 1	Ablösung	schwaches Weißwerden
	>9H	gelöst	schwach gelöst
Härte	geringe Erweichung	gelöst	schwach gelöst
Wasserbeständigkeit	schwaches Weißwerden	100	100
Witterungsbeständigkeit	schwach gelöst	100	100
Säurebeständigkeit	schwach gelöst	Abplatzen	Abplatzen
Alkalibeständigkeit	100	schlecht	gut
Haftung	100	schlecht	gut
	schwaches Abplatzen	0,2	0,5
H itzebeständigkeit	gut	dung zu filmartigen	Oberzügen führen, die bessere
Oberflächenglätte	gut	physikalische Eigenschaften aufweisen als filmartige
Glanz	0,5	Überzüge, die unter Verwendung von bekannte
Topfzeit (std)	Aus Tabelle III geht hervor, daß die Beschichtungs-	Härtungsmittel enthaltenden Beschichtungsmassen her
massen gemäß der Erfindung (Nr. 1 bis 15) mit einem	gestellt wurden.
Härtungsmittel in Form eines calcinierten Gemischs aus 60	Beispiel 2
einem Borat eines Metalls der Gruppen II bis VIII des	Mischungen aus Borsäureverbindungen, Phosphor
Periodensystems und einer mehrwertigen Metallverbin-	säureverbindungen und

	Tabelle IV	24 43 71	7	16	)	verwende	Zei
15	Härtungsmittel					Menge	std
					in Teilen
	Borsäureverbindiing	Phosphorsäureverbindung
	Art verwendete	Art
Härtungsmittel	Menge				5
in Beschichtungsmassen	in Teilen			66	6
gemäß der Erfindung				72	8
A				60	4
B				70	8
C	Borsäure 34	Phosphorsäure (85%)		30	6
D	Borsäure 28	desgl.	80	5
E	Borsäure 40	Phosphorpentoxid	70	2
F	Borsäure 30	Aluminiumphosphat	40	6
G	Borsäure 70	Calciumphosphat	50	5
1!	Borsäure 20	Zirkonphosphat	60
1	Borsäure 30	Natriumphosphat		5
J	Boroxid 60	Eisenphosphat	66	5
Vergleichshürtungsmittel	Boroxid 50	Bleiphosphat	60	10
W	Boroxid 40	Zinkphosphat	-
λ			57
Y	Borsäure 34		43	2
Z	Boroxid 40
	Borsäure 100
Fortsetzung Tabelle IV	-
HiirUingsniitlcl

	Mehrwertige Metallverbindung
Härlungsmitiel in	Art
Beschichtungsmassen
gemäß der Erfindung
Λ
B
C	Aluminiumhydroxid
D	Aluminiumsilikat
E	Kaolin
F	Zirkonoxid
ü	Magnesiumsilikat
Il	Calciumsulfat	Phosphorsäure (85%)
I	Eisennitrat	Calciumphosphat
J	Magnesiumcarbonat	-
Vergleichshürtungsmittel	Bleioxid	Phosphorsäure (85°/
W	Talkum	AlH₂PO,
X			Calcinierungsbedingungei
Y	-		Temperatur
	-	verwendete Menge	in C
Z	Aluminiumsilikat	in Teilen
	Aluminiumsulfat
	Zinkoxid
Calciumchlorid		500
Calciumsilikat	70	600
100	800
200	800
80	500
400	1000
20	1000
100	1000
300	700
200	800
500
	1000
-	800
-	100
100)
70 J
57	300
40
28

Zu den einzelnen erhaltenen Härtungsmitteln wurden die in der folgenden Tabelle V angegebenen wasserlöslichen Alkalimetallsilikate, Pigmente, Füllstoffe und sonstigen Hilfsmittel in den ebenfalls in der Tabelle

angegebenen Mengen zugegeben, worauf die versc denen Mischungen in einer Kugelmühle gleichm; vermählen und durchgemischt wurden. Hierbei wut verschiedene Beschichtungsmassen erhalten.

17

Tabelle V Beschichtungs- Hämin jsmitlel Wasserlösliches Alkalimetallsilikat

Bezeichnung _{verwendete Menge Art} in Teilen verwendete Menge in Teilen

Gemäß der
Erfindung

1	A
2	B
3	C
4	D
5	E
6	F
7	G
8	H
9	I
Vergleichs
beispiele
10	W
11	X
12	Y
13	Z

70

50

200

150

40

130

100

230

12

40

10

120

JIS Nr. 1 Wasserglas 100

JIS Nr. 3 Wasserglas 100

JIS Nr. 1 Wasserglas 100

Kaliumsilikal, SiO₂/K₂O = 4 (MolverhälLnis), 100 40% Feststoffe

JIS Nr. 1 Wasserglas 100

JIS Nr. 3 Wasserglas 100

desgl. 100

Kaliumsilikat, SiO₂/K₂O = 4 (Molverhältnis), 100 40% Feststoffe

JIS Nr. 1 Wasserglas 100

JlS Nr. 1 Wasserglas 100

JlS Nr. 3 Wasserglas 100

JIS Nr. 1 Wasserglas 100

desgl. 100

Fortsetzung Tabelle V

Heschichlungs-

Gemäß der
Erfindung

Vergleichsbeispiele

Menge an verwendetem
Wasser in Teilen

Pigment Art

20
30

40

20

50
50
30
30

20

Titanoxid

Chromoxid

Zinkoxid Eiscn(III)-oxid

verwendete Menge in Teilen S'. nslige Bestandteile
Art

K)

30 50

Aluminiumoxid
Siliziumdioxidsol
(40% Feststoffe)
Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)

Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)
Zirkon

Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)

verwendete Menge in Teilen

40
30

30

50
50

40

Titanoxid

10

icmcrkung; !'

20
70

Titanoxid

20

ichtst'jÜ!: J!S Nr. ! Wasserglas wurden mit lOGewichtstcikn Aluminiumsilikat gemischt und 5 std lang

auf eine Temperatur von 100 C erhitzt.

20

Durch Aufsprühen der verschiedenen Beschichtungsmassen von Tabelle V auf eine Schieferplatte und Aushärten der Überzüge unter den in Tabelle VI angegebenen Bedingungen wurden 20 μπι dicke filmar-

Tabelle VI

tige Überzüge hergestellt Diese wurden den verschiedensten physikalischen Untersuchungen unterworfen, wobei die in der folgenden Tabelle VI angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

I Eigenschaften	Aus einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung hergestellter filmartiger Überzug	4	80	Il	5	6	12	30	30	7	8	9
I	1 2 3	Härtungsbidingungen:				Hiirlungsbcdingungen: Temperatur C
I	Temperatur C	2			30	100	120
I	30 100 100	>9H	30	100	Zeil in std		100	30	30
g	Zeit in s»d				100 '
S	72 1 1		100	1		1	Ί2	48
I	>9H >9H >9H		>9H	>9H	>9H	>9H	>9H
1 ^Härte	keine Änderung						geringe Erweichung
Si Wasserbeständigkeit	keine Änderung	100					schwaches Weißwerden
g Witterungsbeständigkeit	keine Änderung	100
I Säurebeständigkeit	keine Änderung						geringe Erweichung
I Alkalibeständigkeit	100 100 100		100	100	100	100	100
Haftung	100 100 100		100	100	100	100	100
I Hitzebeständigkeit	keine Änderung
ί Oberflächengüte	gut	Vcrglcichsversuche
I Glanz	gut	K)
v? Fortsetzung Tabelle Vl
[* £> Eigenschaften
				13
eis ^l'tä
■S			30
Ψ; ■?i!
3			120

Wasserbesländigkeit

Witterungsbeständigkeit

Säurebeständigkeit

Alkalibeständigkeit

1 laftung

Hitzebeständigkeit

Oberflächenglätte

811

gelöst gelöst

Weißwerden

gelöst gelöst

KX) KX)

100

teilweises Abplatzen

gut

911

Erweichung

gelöst

KX)

100

911

geringe Erweichung

schwaches Weißwerden

geringe Erweichung

Erweichung

100

keine Änderung

Aus Tabelle VI geht hervor, daß Beschichtungsmas- filmartigen Überzügen führen, die bessere physikalische

sen gemäß der Erfindung (Nr. 1 bis 9) mit einem Eigenschaften aufweisen als unter Verwendung von

Härtungsmittel in Form eines calcinierten Gemischs aus bekannten Beschichtungsmassen hergestellte filmartige

einer Borsäureverbindung, einer Phosphorsäureverbin- t>o Überzüge, dune und einer mehrwertigen Metallverbindung zu

Claims

Patentansprüche:

1. Beschichtungs- oder Überzugsmasse aus einem wasserlöslichen Silikat als Grundstoff, einer Borverbindung als Härtungsmittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein bei einer Temperatur von etwa 300 bis etwa 1500⁰C erhaltenes calciniertes Boratgemisch enthält, das durch Calcinieren einer Mischung aus

Ib) mindestens einer Borsäureverbindung in Form von Borsäure und Boroxid und mindestens einer Phosphorsäureverbindung in Form von Phosphorsäure, Phosphorpentoxid und Metallphosphaten, und

2) mindestens einer mehrwertigen Metallverbindung in Form von mehrwertigen Metalloxiden, -hydroxiden, -carbonaten, -phosphaten, -silikaten, -sulfaten und -nitraten

hergestellt worden ist, wobei das Borat 1 a) durch die allgemeine Formel

* M₁-Oy ^B₂O₃ · zH₂O

dargestellt wird, in der M ein Metall der Gruppen II bis VIII des Periodensystems bedeutet, /und j ganze Zahlen, deren Größe von der Wertigkeit des Metalls M abhängt, und y/x eine positive Zahl von 0,3 oder mehr und ζ 0 oder eine positive Zahl sind, die m genannte Mischung aus 100 Gewichtsteilen des Bestandteils la) oder Ib) und 2000 oder weniger Gewichtsteilen des Bestandteils 2) besteht und 2 bis 1000 Gewichtsteile des calcinierten Boratgemisches mit 100 Gewichtsteilen wasserlöslichem Silikat gemischt worden sind.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Mischung Ib) aus etwa 5 bis 95, vorzugsweise 15 bis 85 Gew.-%, einer Borsäureverbindung und etwa 95 bis 5, vorzugsweise 85 bis 15 Gew.-%, Phosphorsäureverbindung besteht.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Pigmente und Füllstoffe enthält.

4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Metallphosphate des Bestandteils Ib) aus Alkalimetallphosphaten in Form von Natriumphosphat, Kaliumphosphat und Lithiumphosphat bestehen.

5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten mehrwertigen Metallverbindungen aus einem Oxid des Aluminiums, Zirkons, Zinks, Siliziums, Manesiums, Bleis und/cder Calciums, einem Hydroxid des Aluminiums, Zirkons, Eisens, Magnesiums und/oder Calciums, einem Carbonat des Zinks, Magnesiums, Calciums, Eisens und/oder Nickels, einem Silikat des Aluminiums, Zirkons, Berylliums, Magnesiums, Zinks, Bariums und/oder Calciums, einem Phosphat des Aluminiums, Calciums, Magnesiums, Eisens, t>o Zirkons, Titans, Mangans und/oder Zinks, einem Sulfat des Aluminiums, Calciums, Magnesiums, Zinks und/oder Eisens, einem Nitrat des Aluminiums, Calciums, Zinks, Magnesiums und/oder Eisens und/oder aus mehrwertige Metallverbindungen enthaltenden Mineralien in Form von Kaolin, Bentonit, Talkum, Diatomeenerde und/oder Ton bestehen.

6. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete wasserlösliche Silikat aus einem Alkalimetallsilikat des Lithiums, Kaliums und Natriums, einem Ammoniumsilikat oder einem dieser Alkalimetallsilikate nach Modifizierung mit einer damit reaktionsfähigen Metallverbindung in Form eines Fluorids, Oxids, Hydroxids und Silikats besteht